Doktorarbeit_Mairoser.pdf - OPUS - Universität Augsburg

7. Der ferromagnetische Halbleiter EuO
Eu 1-x
Gd x
O
Spezifischer Widerstand (Ωm)
10 -3
10 -4
10 -5
2.7 %
10 -2 0 50 100 150 200 250 300
0.25 %
0.64 %
1.3 %
19.5 %
10.2 %
9.6 %
10 -6
Temperatur (K)
Abbildung 7.5.: Spezifischer Widerstand epitaktischer Gd-dotierter EuO-Filme in Abhängigkeit
der Temperatur. Im Bereich der Curie-Temperatur, bei der der spezifische
Widerstand maximal wird, tritt ein Metall-Isolator-Übergang auf.
(Aus [65, 166].)
7.2.4. Spinpolarisation von EuO
Wie bereits in Kapitel 7.2.2 erwähnt, spaltet sich das Leitungsband in zwei Subbänder
für die beiden Spinrichtungen auf. Aufgrund der großen Aufspaltung von 0,6 eV wird
eine nahezu 100 %ige Spinpolarisation erwartet [19]. Daher ist EuO ein Halbmetall.
Erstmals gemessen wurde eine Spinpolarisation von 91 % an La-dotierten EuO-Filmen
bei 1,7 K von Schmehl et al. mithilfe der Andreev-Reflexion [20]. Bestätigt wurde
dies von Panguluri et al. [173] an Filmen mit Sauerstofffehlstellen (Spinpolarisation
∼ 90 %) und von Melville et al. an Lu-dotierten EuO-Filmen [21]. Letztere Arbeit
berichtet von einer Spinpolarisation von 96 %, was den bisher höchsten gemessenen
Wert darstellt. Dies ist insbesondere bemerkenswert, da der vermessene EuO-Film mit
5 % nichtmagnetischem Lu dotiert ist.
7.3. Magnetische Eigenschaften von EuO
7.3.1. Magnetische Eigenschaften von stöchiometrischem EuO
Stöchiometrisches EuO ist ein Lehrbuchbeispiel für einen Heisenberg-Ferromagneten
[9, 10]. Die Curie-Temperatur (T C ) von EuO beträgt 69 K [11]. Die Sättigungsmagnetisierung
m sat = 1,920 · 10 6 A/m bei T = 0 K ist die drittgrößte nach Dysprosium
und Gadolinum [77]. Mit Gleichung 7.1 lässt sich m sat in Einheiten von µ B umrechnen
100